Релейная защита в распределительных электрических сетях
Шрифт:
Рис. 2.31. (б) Времятоковые характеристики предохранителей
3. При двукратной перегрузке по току предохранителя F2его время срабатывания равно t 2. Ток в головном предохранителе равен сумме токов нагрузок, то есть трем номинальным токам предохранителя F2(ток в предохранителе F3соответствует номинальному значению). Это есть номинальный ток предохранителя F1,и головной предохранитель при этом токе не сработает. Следовательно, сработает только предохранитель F2с выдержкой
4. При двукратной перегрузке по току предохранителя F3его время срабатывания равно t 3. Токи в головном предохранителе F1и в предохранителе первого присоединения F2равны своим номинальным значениям, поэтому эти предохранители не сработают. Следовательно, сработает только предохранитель F3с выдержкой времени, равной t 3. Условие селективности при этом также соблюдается.
5. При токах нагрузок, превышающих номинальные значения вдвое, время срабатывания предохранителя F2равно t 2, а время срабатывания предохранителя F3равно t 3. В этих условиях ток в головном предохранителе соответствует четырем номинальным токам предохранителя F2. Время срабатывания предохранителя F1при этом токе равно t 1, причем t 1< t 2< t 3. Следовательно, первым сработает головной предохранитель F1. Условие селективной работы защиты при этом нарушается.
6. При КЗ в точке К1увеличивается ток только в головном предохранителе F1. Время срабатывания этого предохранителя будет зависеть от значения тока в нем и определяться времятоковой характеристикой. Срабатывание предохранителя F1вызовет отключение нагрузок Н1и Н2от источника питания, а предохранители F2и F3останутся в исходном состоянии.
Если в исходном нормальном режиме работы электрической цепи возникнет КЗ в точке К2, то возрастет ток в предохранителе первого присоединения F2и в головном предохранителе F1.Характеристики этих предохранителей таковы, что при любых общих токах КЗ в них время срабатывания предохранителя F2меньше времени срабатывания предохранителя F1(см. рис. 2.31, б). Следовательно, предохранитель F2сработает первым и селективно отделит место повреждения от исправной части электрической цепи.
Если в исходном нормальном режиме рассматриваемой электрической цепи возникнет КЗ в точке К3, то возрастет ток в предохранителе второго присоединения F3и в головном предохранителе F1. Характеристики этих предохранителей пересекаются при значении тока, равном примерно 3,5 номинального для предохранителя F3(см. рис. 2. 31, б ). При токах меньше этого значения время срабатывания предохранителя F3меньше времени срабатывания предохранителя F1,а при токах больше этого значения время срабатывания предохранителя F3больше времени срабатывания предохранителя F1. Следовательно, в данной ситуации при токах КЗ меньше указанного значения первым будет срабатывать предохранитель F3и условие селективности будет соблюдаться. При токах же больше указанного значения первым сработает предохранитель F1и оба (поврежденное и неповрежденное) присоединения потеряют питание. Здесь условие селективной работы предохранителей нарушается.
7. Селективное действие не обеспечивается в условиях, описанных
8. Чтобы добиться селективной работы защиты предохранителями в рассматриваемой электрической цепи, необходимо, чтобы время срабатывания головного предохранителя было больше, чем время срабатывания предохранителей присоединений при всех возможных для них значениях тока. Для этого времятоковая характеристика предохранителя F1не должна пересекать характеристик предохранителей F2и F3, то есть должна располагаться выше этих характеристик (по оси t СР) во всем рассматриваемом диапазоне токов.
2.8. Защита от однофазных замыканий на землю
Защита от однофазных замыканий на землю может быть реализована на основе двух разных подходов [8]. Во-первых, путем общего (неселективного) контроля состояния изоляции сети относительно земли. Во-вторых, избирательно (селективно) действующими средствами, выявляющими замыкания на землю на отдельных присоединениях.
Общий контроль состояния изоляции и выявление однофазных замыканий на землю, как правило, основаны на непрерывном измерении напряжения нулевой последовательности в контролируемой электрической сети. При этом выявляется лишь факт возникновения замыкания. Но определить по напряжению нулевой последовательности, на каком из присоединений произошло повреждение, невозможно. Поэтому приходится их поочередно отключать. При отключении поврежденного присоединения напряжение нулевой последовательности в сети снижается до фонового уровня. Этот признак и используется при поиске повреждения.
В соответствии с определением симметричных составляющих напряжение нулевой последовательности представляется так:
Здесь E A0 , E B0 , E C0— векторы э.д.с. фаз соответственно А, B, C относительно земли.
Отсюда следует, что в нормальном симметричном режиме, когда потенциал нейтрали сети равен нулю, а модули векторов E A0 , E B0 , E C0 равны соответствующим модулям векторов фазных э.д.с., напряжение нулевой последовательности в сети 'U = 0.
При замыкании фазы С на землю
Как видно, при металлическом замыкании фазы на землю модуль напряжения нулевой последовательности равен модулю фазной э.д.с. сети. Следовательно, действующее значение напряжения нулевой последовательности равно действующему значению фазного напряжения. Интегральное значение этого напряжения можно контролировать непосредственно с помощью реле, которое подключается к нейтрали сети через ТН (рис. 2.32).
Для контроля напряжения нулевой последовательности часто используется фильтр напряжения нулевой последовательности, построенный на основе трехфазного ТН, вторичные обмотки которого соединены по схеме разомкнутого треугольника (рис. 2.33) [8]. Для измерения текущих значений напряжения нулевой последовательности параллельно катушке реле напряжения KVподключается и вольтметр PV(см. рис. 2.32 и рис. 2.33).
Значение напряжения срабатывания (в масштабе первичных величин) выбирается по условию отстройки от максимально возможного напряжения нулевой последовательности, возникающего в контролируемой сети в нормальных для нее режимах:
U СЗ> U 0HP MAX.
Здесь U СЗ— действующее (первичное) значение напряжения срабатывания защиты; U 0HP MAX— наибольшее возможное в нормальных режимах действующее (первичное) значение напряжения нулевой последовательности в контролируемой сети.